摘要：“一趟钻”钻井技术是使用一只钻头、一套钻具组合以一次下井、一次起出的钻井过程，完成所需要的轨迹控制及本开次全部进尺的一种钻井技术，能有效促进钻井工程提速并实现降本增效。大港油田位于渤海湾盆地西南沿，其地层Ng含底砾岩，Ed、Es大段泥岩，Ek致密泥岩等，可钻性差，实现“一趟钻”，不仅需要有低故障率的钻井装备、低难度井眼轨迹、稳定岩性、简易施工工艺等基础支撑，更需要高效钻头、合理钻井参数、长效钻井工具、优良性能钻井液等，大斜度井、水平井更需配备旋转导向、地质导向等先进钻井工艺。 关键词：大港油田；一趟钻；钻井工艺；地质因素；工程因素
0前言
“一趟钻”钻井技术并非类似于旋转导向技术这类单一技术，而是集成装备、钻井工具、施工设计、技术服务、钻井管理及其它高效工艺技术为一体的综合性技术的高度概括。广义上的一趟钻，并非指一口井一趟钻，是指某一开次一趟钻完成钻井进尺，另外也用于特殊井段一趟钻完成，如水平井水平段一趟钻完成[1-2]。对于大港油田来说，由于大港油田地处京津冀协同发展区，重点开发多类型斜坡区、多层系潜山、闭塞湖盆致密油、第三系深
层、深层低渗透等油气藏，目的层系800~6000m，自上而下因成藏压实，南北地层藏深差异较大，可钻性差异大[3]。深井钻井一趟钻技术的形成，难度较大。
1制约一趟钻有效实施的关键因素
1.1地质因素
地质岩性影响一趟钻技术作用较大，尤其是在2017年之前，钻头技术、螺杆技术等发展未有较大突破时，一趟钻技术几乎无法形成。大港油田上第三系馆陶组Ng底部发育底砾岩，厚度约为 30~150m 之间，斜深长度30~180m，以石英质砾石为主，可钻性极差，较难使用常规PDC钻头，多使用1~2只三牙轮钻头钻穿。下第三系东营组Ed、沙河街组Es因地质压实作用，泥岩致密，可钻性差，对钻头、钻井工具性能要求较高。 1.2 井眼轨迹
在井眼轨迹设计时，受油藏、地质、井口位置、经济性等众多条件的影响，设计轨迹会呈现多段制，除常规三段制、水平井外，五段制井、三维定向井、双台阶水平井、双增双稳井型逐步增多，导致在进行井眼轨迹调控时，需要消耗更多的时间处理轨迹问题，而钻头
mhhpa、井下工具、仪器的工作寿命是有限的，进一步降低一趟钻成功率。
1.3 装备能力
装备能力对一趟钻的影响，主要是由于较高故障率导致。一是钻井主要设备出现故障，如顶驱故障、钻井泵故障、钻井大绳磨损严重等，必须起钻或停转检修；二是设备易损件修换，如钻井泵缸套刺漏、井口工具损坏、高压闸门刺漏更换等，增长非钻井时效，降低
一趟钻成功率。
1.2工程因素
工程因素，受限于钻头技术、螺杆技术、井下测量技术、钻井液技术的影响，均会对一趟钻技术的形成产生负面影响。
氨气生成一氧化氮
（1） 钻头技术受限
钻头影响其一是在破岩过程中切削齿的磨损，导致后期机械钻速低或者无进尺，必须起钻更换钻头；其二是地质岩性发生改变，原有钻头不适应新地层，必须起钻更换更加高效的
钻头入井，如钻遇砾岩，PDC钻头受限且进尺较少，最少进尺2m即可报废一只钻头2.2.2 螺杆技术受限螺杆钻具是轨迹控制、钻井提速必不可少的井下工具，但是其密封件多为橡胶材质，寿命有限，常规螺杆下井工作推荐时间 120h，高性能螺杆工作时间 140~160h。超时工作容易引起螺杆事故发生。因此，必须在此时间段内完成目标进尺，否则将无法实现一趟钻。
（2）井下随钻测量仪器受限
井下随钻测量仪器因其供电方式，有自发电供电类和携带电池类测量仪器。自发电供电类仪器可以在井下长时间工作，时间受限有限。携带电池类测量仪器因电池供电有限。如常用的 YST-48R泥浆脉冲随钻测量仪，由高温锂—亚硫酰氯电池供电，更根据工作电流，其井下工作寿命130~200h之间（图1），因此一趟钻技术必须在该电池工作时间内完成。
图1工作电流与使用时间关系曲线
2二开（⌀311.1mm井眼）一趟钻关键技术
2.1 异型齿钻头技术破解砾岩破岩瓶颈
在 异 型 齿 广 泛 应 用 前，二 开⌀311.1mm井眼均是以先下入PDC钻头钻进至Ng底砾岩上部约10m，起出钻头更换为三牙轮钻头，约1~2只穿过砾岩进入Ed地层。近年，变革传统思维推出砾岩破岩的个性化PDC钻头，主要是在切削齿上以传统的平面齿，变革为异型齿。如图2所示，可实现中深井、深井在二开井段（⌀311.1mm井眼），由一只异型齿PDC钻头钻穿Nm、Ng，钻穿Ng底砾岩[5]，进入Ed组地层中完这一整个过程，并完成过程中的造斜、稳斜等施工实现一趟钻比如大港油田常用的异型齿钻头MD9431，该钻头主切削齿采用PX齿（图2最后一个样式），类似于斧头工作原理；后排辅助齿采用圆锥齿（见图2 第二个样式），锥形部分径向吃入地层的同时，能产生横向平衡力，控制钻头的横向振动，降低钻头因破岩应力不均或应力集中而产生的结构性破坏，提高了钻头使用寿命以“压”与“切”的组合方式破岩，达到钻破砾岩层的目的。在大港油田页岩油井二开广泛应用实现“一趟钻”，机械钻速平均24.91m/h，与应用其它钻头的邻井相比，平均机械钻速提高
了65.4%，平均每口井节约钻井时间108h。
图2 平面齿到异型齿的转变
2.2 激进式钻井参数设计螺杆钻具
开展激进式钻井参数设计，提高排量5~10L/s，转速、泵压、钻压值均提高10%~50%，见表1，各项施工参数的提高，必然带动钻井速度的提高，但对主体设备要求高。在大港油田二开井段一趟钻技术发展过程中，从固控设备、顶驱、钻井泵、管汇、钻具、网电设备等方面，完成装备换新、升级，满足激进式施工需求。试验“高转速、高泵压、高扭矩、大排量”钻井参数设计，提高水力破岩效率，进一步提高机械钻速与井眼清洁。开展条件一是承压提升，循环系统承压能力提升为52MPa，满足激进式钻井高泵压的需求；二是主体高配，对固控系统、驱动系统等实行高配，提高钻探能力；三是绿钻井，实行网电技术，动力保障充裕；四是钻具优配，使用高强度非标钻具。
delta并联机器人表1 激进式设计对比
机器人移动底盘
3典型井应用
A-1L井位于大港油田沧东凹陷，完钻井深3960m，钻井周期20.54d，机械钻速 22.76m/h，成功实现一开、二开 “一趟钻”方式完钻（一开不作阐述），刷新大港油田周期纪录，同比邻井整体提速15%~37%。
3.1 A-1L井基本情况
A-1L井为一口三开大斜度井，井眼轨迹近似水平，自上而下地层依次为Qp-Nm-Ng-Es-Ek五个层位，其中 Ng 底砾岩垂深 1482~1524m；Es 抗钻性级别4~6级，硬塑性泥岩为主；Ek地层抗钻性级别4~6.5 级，其中 Ek1垂深 2075~2152m 为黑玄武岩，Ek2垂深2982~3238m为致密泥岩、油页岩。
3.2 二开井段一趟钻技术应用
二开311.1mm井眼选用异形齿ES1942H钻头，设计激进式钻井参数，钻压60~80kN，转速100~120r/min，排量65~70L/s，泵压17~21MPa。砾岩段略降低钻井参数，减小砾岩对钻头的冲击破损，钻穿Ng底砾岩后2327m 至中完，仍然保持在 0.8~4.5min/m 的较快钻
双人雨披
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议